毛 宇 魯曉平 韓立坤
(內(nèi)蒙古民族大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 通遼 028000)
脂聯(lián)素基因多態(tài)性與2型糖尿病的研究進展
毛 宇 魯曉平 韓立坤1
(內(nèi)蒙古民族大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 通遼 028000)
脂聯(lián)素;2型糖尿??;胰島素抵抗;單核苷酸多態(tài)性
脂聯(lián)素(APN)是脂肪細胞所特異性分泌的一類糖蛋白,它也是調(diào)節(jié)機體脂類代謝及血糖穩(wěn)態(tài)的重要因子。已知結(jié)論顯示,APN可以抗動脈硬化,促進骨骼肌的脂肪酸氧化和葡萄糖的吸收,同時抑制肝糖的生成,改善胰島素抵抗(IR)。此外,APN的單核苷酸多態(tài)性與2型糖尿病(T2DM)的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)聯(lián),本文現(xiàn)將此方面研究作一綜述。
1.1 APN的生理作用 APN是脂肪細胞產(chǎn)生的一種糖蛋白,參與人體脂類、糖類的轉(zhuǎn)化以及炎癥等一系列過程。APN由200多個氨基酸組成,其分子的活性結(jié)構(gòu)為C端球狀形功能域,其中位于功能域的賴氨酸殘基與胰島素的增敏性有關(guān)。APN的多聚體化致使其具有某種特殊的生物活性,至今仍未發(fā)現(xiàn)自然條件下非聚合的APN單體。APN是一種激素蛋白質(zhì),是脂肪組織中最豐富的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,可以通過影響機體的脂肪代謝及糖代謝過程,即增強骨骼肌細胞的脂肪酸氧化和糖的吸收,使糖異生明顯受阻,同時抑制肝糖的產(chǎn)生,從而與肥胖、T2DM、IR相關(guān),是維持體內(nèi)脂代謝和糖代謝過程中的主要調(diào)控因子。APN既可以抗動脈粥樣硬化,同時又可以增強胰島素的敏感性,人類APN有兩種亞型:高分子量與低分子量APN,其中只有后者具有抗感染作用〔1〕。血液中APN水平與體重呈反比:體重增加時APN減低,有研究表明,血清APN程度在腹型肥胖人群中降低更明顯,而且與IR程度呈反比〔2,3〕。APN的降低見于IR、高胰島素血癥和T2DM,某種降糖藥可以增強APN的表達,使APN水平增高,改善IR,進而起到降低血糖作用。有實驗證實噻唑烷二酮類降糖藥可減弱IR,在肝臟中表現(xiàn)為APN依賴性〔4〕,在骨骼肌中則相反〔5〕。
1.2 APN的基因多態(tài)性 基因多態(tài)性是在同一種群中同時出現(xiàn)兩種或兩種以上不連續(xù)的變異型或基因型,單核苷酸多態(tài)性(SNP)主要是指由某個核苷酸的突變所造成的整個基因序列的多態(tài)性。APN基因是單拷貝基因,全長17 kb,定位于3q27染色體上,由3外顯子及2個內(nèi)含子構(gòu)成,是機體脂質(zhì)代謝及血糖穩(wěn)態(tài)調(diào)控系統(tǒng)中的重要因子,目前已知人與小鼠的APN有超過50%的同源性,但T2DM中SNPs與種族的關(guān)系仍存在許多不同觀點,已有報道 APN1 基因存在多個SNPs位點,與T2DM發(fā)病相關(guān)的位點在不同種族與人群中仍存在一定差異〔 6~9〕。APN某一位點的突變,可上調(diào)APN的表達,從而使血漿中APN水平升高,而達到改善IR的作用。在T2DM的發(fā)病過程中,遺傳及環(huán)境二者相互影響并且同時成為其發(fā)病過程中的重要因素〔10〕。到目前為止,在全基因組的研究中,已發(fā)現(xiàn)有40個基因位點與T2DM的發(fā)病相關(guān)〔11~13〕。
2.1 APN與代謝綜合征(MS)的關(guān)系 MS又可稱為X綜合征,是多種心血管危險因素的集合,臨床表現(xiàn)為糖尿病、高血壓、高脂血癥、肥胖等,與以上這些高危因素均有密切關(guān)聯(lián)的即為IR,IR已成為MS的重要危險因素。有研究表明機體脂肪分布不均是導(dǎo)致肥胖的重要原因,而內(nèi)臟脂肪的堆積更成為了IR及MS的重要發(fā)生因素。APN作為脂肪細胞分泌的重要脂肪因子,與機體脂肪的分布、代謝及IR、動脈粥樣硬化均有密不可分的關(guān)系。國外的研究表明,給予MS及肥胖患者外源性APN可改善IR〔14〕。目前也已發(fā)現(xiàn)多個APN基因位點與MS的發(fā)病相關(guān),但不同地區(qū)、不同種族研究結(jié)果不盡相同。黃生金等〔15〕針對廣西地區(qū)的研究中發(fā)現(xiàn):SNP+276G→T的改變可能與廣西地區(qū)壯族及漢族MS的發(fā)生具有相關(guān)性,SNP+276位點可作為MS的篩選位點之一。而黃鳳珍等〔16〕發(fā)現(xiàn) SNP+45T/G多態(tài)性可能與MS無關(guān),SNP+45T/G可能與APN水平相關(guān),SNP +276G/T可能是漢族人 MS 的易感因素。這一研究與韓國人、高加索人及突尼斯人的研究結(jié)果相似〔17,18〕,而與Yang等〔19~21〕研究結(jié)果相反。導(dǎo)致上述研究結(jié)果不同的原因可能與種族及生活背景有關(guān),同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在APN基因與T2DM關(guān)系的研究中。
2.2 APN與T2DM的關(guān)系 T2DM占糖尿病的90%,IR與胰島B細胞分泌缺陷二者共同導(dǎo)致了T2DM這種多基因遺傳性疾病的發(fā)生,其中前者已作為T2DM的發(fā)生、發(fā)展中必不可少的因素。對于IR的研究也屢見不鮮,而肥胖是IR的重中之重,也是IR的主要原因,現(xiàn)已知體內(nèi)APN的水平與肥胖呈明顯負相關(guān),故APN水平的降低可能導(dǎo)致體內(nèi)IR的加重,從而導(dǎo)致T2DM的發(fā)生。
2.3 APN基因多態(tài)性與T2DM的關(guān)系 如前所述,糖尿病是一種常見的慢性代謝性疾病,患病率在全球范圍呈顯著上升趨勢。糖尿病是由于遺傳因素及環(huán)境因素相互作用的背景下,引起胰島素絕對或相對分泌不足,即靶細胞的胰島素敏感性降低導(dǎo)致機體糖代謝、蛋白質(zhì)代謝、脂肪代謝紊亂的慢性疾病。糖尿病可以分為4種類型,其中T2DM在所有糖尿病類型中占比例最高,同時也是目前最主要和增長最快的糖尿病類型。T2DM是由于IR與胰島B細胞分泌缺陷二者共同導(dǎo)致的基因遺傳性疾病,同時T2DM又受到外界環(huán)境因素的影響,從而表現(xiàn)出個體差異。目前國內(nèi)外關(guān)于APN基因與T2DM的研究已數(shù)不勝數(shù),大致結(jié)論如下:體內(nèi)APN水平的高低決定于APN基因,如APN某一基因位點發(fā)生突變,導(dǎo)致血漿APN水平減低,從而引發(fā)IR加重,進而發(fā)生T2DM。但在APN基因與T2DM的研究中,有部分已得出陽性結(jié)論,而有些還在探索中。
卜瑞芳等〔23〕研究表明高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)及胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)是影響T2DM患者血清APN水平的獨立危險因素,血清APN水平與 HDL-C呈正相關(guān);與HOMA-IR呈負相關(guān),T2DM及單純性肥胖患者血清APN水平明顯降低。 與此同時關(guān)于APN基因多態(tài)性與T2DM關(guān)系的研究也越來越多,但研究結(jié)果卻各不相同。研究〔22〕顯示SNPs-11391G→A和+276G→T 與血漿APN濃度有顯著的相關(guān)性,其和肥胖、IR及增加患T2DM的危險性密切相關(guān),而+45T→G對APN的濃度沒有影響。但卜瑞芳等〔23〕認為糖尿病人群中G等位基因多見,攜帶等位基因G的患者血清APN低水平提示APN1基因SNP45多態(tài)性與肥胖、T2DM發(fā)生有關(guān);陳青云等〔24〕研究表明,在廣西漢族人群里,APN基因SNPs+45GG基因型中的 HDL-C較TT基因型頻率低;前者較后者更易產(chǎn)生IR,但漢族人群SNPs+45基因型與T2DM及肥胖無關(guān),同時在廣西地區(qū)壯族人群中APN基因 SNPs+45 的基因型與T2DM仍存在差異,此研究結(jié)果與李奕平等〔25〕研究結(jié)果相同,而與王燕等〔26〕的研究結(jié)果相反。
國外對APN的研究發(fā)現(xiàn),與日本人T2DM發(fā)病明顯相關(guān)的是SNP+45T→G和+276G→T〔27〕,而在對德國和高加索人研究中發(fā)現(xiàn)肥胖及IR與 SNP+45T→G與+276G→T構(gòu)成的單倍型密切相關(guān),而這種關(guān)系在法國及瑞典高加索人群中卻未得到充分證實〔6,8,28〕。導(dǎo)致研究結(jié)果各不相同的原因可能是T2DM是多個微小基因的突變與環(huán)境因素共同作用所導(dǎo)致的,因此在不同地區(qū)及種族的人群中可能得出不同的結(jié)論。
1 Neumeier M,Weigert J,Schaffler A,etal.Different effects of adiponectin isoforms in human monocytic cells 〔J〕.J Leukoc Biol,2006;79(4):803-8.
2 Arita Y,Kihara S,Ouchi N,etal.Paradoxical decrease of anadipose-specific protein,adiponectin,in obesity 〔J〕.Biochem Biopbys Res Commun,1999;257(1):79-83.
3 Yatagai T,Nagasaka S,Taniguchi A,etal.Hypoadiponectinemia is associated with visceral fat accumulation and insulin resistance in Japanese men with type 2 diabetes mellitus〔J〕.Metabolism,2003;52(10):1274-8.
4 Spranger J,Kroke A,Mohlig M,etal.Adiponectin and protection against type 2 diabetes mellitus〔J〕.Lancet,2003;361(9353):226-8.
5 Kubota N,Terauchi Y,Kubota T,etal.Pioglitazone ameliorates in-sulin resistance and diabetes byboth adiponectin dependent and in-dependent pathway〔J〕.J Biol Chem,2006;281(13):8748-55.
6 Gu HF,Abulaiti A,Ostenson CG,etal.Single nucleotide polymorphisms in the proximal promoter region of the adipone ctin (APM1) gene are associated with type 2 diabetes in Swed ish Caucasians〔J〕.Diabetes,2004;53(Supp11):S31-5.
7 Courten BV,Hanson RL,F(xiàn)unahashi T,etal.Common polymorphisms in the adiponectin g ene ACDC are not associatedwith diabetes in Pima Indians〔J〕.Diabetes,2005;54(1):284-9.
8 Vasseur F,Helbecque N,Dina C,etal.Single nucleotide poly morphism haplotypes in the both proximal promoter and exon 3 of the APM1 gene modulate adipocyte secreted adipnectin hormone levels and contribute to the genetic risk for type 2 diabe tes in French Caucasians〔J〕.Hum Mol Genet,2002;11(21):2607-14.
9 Stumvoll M,Tschritter O,F(xiàn)ritsche A,etal.Association ofthe T-G polymorphism in adipnectin (Exon2) with obesity andinsulin sensitivity interaction with family history of type 2 dia betes〔J〕.Diabetes,2002;51(1):37-41.
10 Harrison M,Maresso K,Broeckel U,Genetic determinants of hypertension:an update〔J〕.Curr Hypertens Rep,2008;10(6):488-95.
11 Hindorff LA,Sethupathy P,Junkins HA.Potential etiologic and functional implications of genome-wide association loci for human diseases and traits〔J〕.Proc Natl Acad Sci U S A,2009;106(23):9362-7.
12 Simino J,Rao DC,F(xiàn)reedman BI.Novel findings and future directions on the genetics of hypertension〔J〕.Curr Opin Nephrol Hypertens,2012;21(5):500-7.
13 Travers ME,McCarthy MI.Type 2 diabetes and obesity:genomics and the clinic〔J〕.Hum Genet,2011;130(1):41-58.
14 Weyer C,F(xiàn)unabashi T,Tanaka S,etal.Hypocdiponeetinemia in obesity and type 2 diabetes:close association with insulin resistance and hyperinsulinemia〔J〕.Clin Endocrinol Metab,2001;86(5):1930-5.
15 黃生金,陸俊佳,朱 旭,等.廣西壯族及漢族代謝綜合征患者的脂聯(lián)素水平及其基因-11377C/G和+276G/T多態(tài)性〔J〕.廣西醫(yī)學(xué),2016;38(6):787-91.
16 黃鳳珍,劉 軍,龐 棟,等,脂聯(lián)素基因多態(tài)性與代謝綜合征和血漿脂聯(lián)素水平的相關(guān)性〔J〕.中國老年學(xué)雜志,2014;34(13)3579-82.
17 Hwang JY,Park JE,Choi YJ,etal.SNP276G>T polymorphism in the adiponectin gene is associated with metabolic syndrome in patients with type II diabetes mellitus in Korea 〔J〕.Eur J Clin Nutr,2010;64(1):105-7.
18 Boumaiza I,Omezzine A,Rejeb J,etal.Association between eight adiponectin polymorphisms,obesity,and metabolic syndrome parameters in Tunisian volunteers 〔J〕.Metab Syndr Relat Disord,2011;9(6):419-26.
19 Yang WS,Yang YC,Chen CL,etal.Adiponectin SNP276 is associated with obesity,the metabolic syndrome,and diabetes in the elderly 〔J〕.Am J Clin Nutr,2007;86(2):509-13.
20 Iris MH,Stefanie AW,Henning G,etal.Genetic architecture of the APM1 gene and its influen-ce on adiponectin plasma levels and parameters of the metabolic syndrome in 1,727 healthy Caucasians 〔J〕.Diabetes,2006;55(2):375-84.
21 Li X,Wei D,He H,etal.Association of the adiponectin gene (ADIPOQ)+45 T>G polymorphism with the metabolic syndrome among Han Chinese in Sichuan province of China 〔J〕.Asia Pac J Clin Nutr,2012;21(2):296-301.
22 Claudia M,Vincenzo T,Alessandro D.Genetic influences of adiponectin on insulin resistance,type 2 diabetes,and cardiovascular disease〔J〕.Diabetes,2007;56(5):1198-209.
23 卜瑞芳,吳文君,鄧振霞,等.脂聯(lián)素基因多態(tài)性和血清脂聯(lián)素水平與2型糖尿病的相關(guān)性研究〔J〕.醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報,2007;20(3):285-7.
24 陳青云,蘇慶建,覃偉武,等.廣西地區(qū)壯族2型糖尿病患者脂聯(lián)素基因多態(tài)性研究〔J〕.廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2008;25(6):821-4.
25 李奕平,姚宇峰,張 瑛,等.脂聯(lián)素基因多態(tài)性與2型糖尿病的相關(guān)性研究〔J〕.中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2010;20(7):961-70.
26 王 燕,何 凌,王春苓.廣東漢族人群脂聯(lián)素基因多態(tài)性與2 型糖尿病相關(guān)性研究〔J〕.熱帶醫(yī)學(xué)雜志,2007;7(7):651-3.
27 Hara K,Boutin P,Mori Y,etal.Genetic variation in the gene encoding adiponectin is associated with an increased risk of type 2 diabetes in the Japanese population〔J〕.Diabetes,2002;51(2):536-40.
28 Zietz B,Barth N,Scholmerich J,etal.Gly15Gly polymorphism within the human adipocyte-specific apM-1 gene but not Tyr111His polymorphism is associated with higher levels of cholesterol and LDL-cholesterol in Caucasian patients with type 2 diabetes〔J〕.Exp Clin Endocrinol Diabetes,2001;109(6):320-5.
〔2016-07-15修回〕
(編輯 郭 菁)
內(nèi)蒙古自治區(qū)衛(wèi)生廳課題(201303101)
韓立坤(1976-),女,主任醫(yī)師,主要從事糖尿病及并發(fā)癥的診治研究。
毛 宇(1991-),女,碩士在讀,主要從事糖尿病及并發(fā)癥的診治研究。
R589.9
A
1005-9202(2017)05-1283-03;
10.3969/j.issn.1005-9202.2017.05.112
1 內(nèi)蒙古民族大學(xué)附屬醫(yī)院